5G SA用户的短信接收容灾方案研究与实践

当VoLTE短信网关主用数据中心(DC)发生故障切换到容灾DC时,在用户刷新注册前,容灾DC收到短信中心下发的手机终呼(MT)消息会通过3G电路域网络完成消息终呼。但5G SA用户只附着在5G核心网络,无法通过3G电路域网络下发短信。随着5G SA用户的快速发展,需要解决VoLTE短信网关容灾切换后5G SA用户不能及时接收短信的问题。另外,当IMS网络中服务呼叫会话控制功能(S-CSCF)节点发生容灾倒换时,4G用户可通过回落至3G电路域进行短信的再投递,而5G SA用户在没有重新发起新的注册请求前,由于没有3G电路域注册信息,也无法从3G电路域接收短信。文章阐述了当VoLTE短信网关单DC故障和核心网S-CSCF发生故障时,5G SA的容灾问题。

基于准Z源网络的高增益模块化多电平谐振直流升压变换器

针对目前模块化多电平直流变换器(modular multilevel DC-DC converter,MMDC)在工程应用中轻型化、高增益等需求,该文提出一种适用于中小功率新能源接入场合和柔性直流输电系统的单向非隔离型高增益谐振MMDC拓扑及其调制与控制策略。其子模块电容和桥臂电感发生串联谐振,工作在谐振状态。所提变换器特点在于:1)由准Z源网络、上桥臂和下桥臂三部分组成,正常运行时,上、下桥臂投入子模块数恒定,以保证高压直流侧输出电压的稳定;2)结合提出的子模块交替投切调制策略,可实现子模块电容电压自均衡;3)变换器下桥臂大功率子模块可实现软开关运行,具有较小的开关损耗及电磁干扰。详细分析所提变换器的拓扑结构、工作模态、功率流动、控制和参数设计,仿真和实验结果验证所提变换器拓扑和控制算法的有效性。

适用于大规模风、光直流送出系统的子模块IGBT开路故障诊断策略

在大规模风、光直流集中送出系统中,采用模块化多电平换流器(MMC)实现高压直流输电(HVDC)成为新的发展趋势。但在系统运行过程中,子模块发生故障的概率较高,对故障进行快速、准确的诊断及定位是维持系统稳定运行的关键。针对子模块内部开路故障,在分析子模块内部故障特性的基础上,以直流侧电压测量值与计算值的差值判断故障是否发生以及发生类型,以输出相电流为观测量搭建滑膜观测器,根据输出相电流的测量值与计算值的差值和变化率判断故障所处的桥臂,根据故障类型选取对应开关状态的子模块,利用子模块电容电流理论值与实际值的比值进行定位;最后在PSCAD/EMTDC搭建双端21电平MMC-HVDC系统,仿真结果表明,所提出的策略能够快速实现子模块故障的诊断并进行快速可靠的就地保护。

基于OPC监控系统的短消息服务网关的研究与开发

在分析短消息服务和监控系统集成方法的基础上,提出了一种基于OPC监控系统的短消息网关。该网关通过短消息读写OPC服务器数据,并采用基于Agent的中间件技术进行SOAP和SMS协议之间的转换,实现了工业现场的远程移动监控,为控制网络和移动网络的一体化应用建立了统一平台。

柔性直流电网用混合式高压直流断路器特征参数提取及应用

在半桥型模块化多电平换流器联合混合式高压直流断路器构建的柔性直流电网中，直流断路器特征参数与直流系统配置参数之间存在紧密关联。特征参数是系统能力投射到断路器上的外在表现，一方面反映系统的出力水平，另一方面反映断路器承受最苛刻整机应力能力。特征参数提取是实现混合式高压直流断路器在柔性直流电网中工程应用的理论基础。该文在对混合式高压直流断路器应用、原理、工况理论分析的基础上，提取混合式高压直流断路器五种特征参数，并揭示各参数之间的数学联系，论证各特征参数的具体影响。建立的系统级混合式高压直流断路器PSCAD／EMTDC运行数字仿真电路验证了特征参数提取与其影响效果的正确性。实施的200kV断路器整机分断试验结果验证仿真电路和数学分析的准确性。该文结论能够有效指导混合式高压直流断路器的设计与应用。

基于模块化多电平换流器的直流输电系统网侧不平衡故障穿越研究

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converters,MMC)柔性直流输电系统在电网发生单相或两相故障时,会导致MMC桥臂上产生两倍频的正序、负序和零序环流,零序环流由于不能在三相桥臂之间相互抵消而进入高压直流侧,会影响其他换流站的运行。为此设计了二次零序环流控制器来对其进行抑制。并针对不平衡故障时,在相同传输功率下子模块电容电压波动幅值变大的问题,提出了通过对桥臂注入一定的负序二次环流,降低子模块电容电压波动的控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了基于MMC-HVDC的仿真模型,仿真结果表明此算法能保证直流母线电压的稳定,并降低子模块电容电压的波动,提高了MMC换流器不平衡故障的穿越能力。

一种能够清除直流故障和减少传感器数量的MMC子模块及其特性研究

针对模块化多电平换流器(MMC)的直流故障清除问题,提出了一种新型的局部自均压组合电容型子模块。该子模块的拓扑结构具备故障自清除能力,并且能够利用不同工作模式的投切,自动实现子模块内部电容电压的均衡,即每一个新型子模块只需一个电压传感器对其进行监控。利用MATLAB/Simulink对基于新型子模块的MMC在正常状态和直流侧短路故障状态进行仿真,仿真结果表明相比于传统的N电平m相半桥型MMC需要2m(N-1)个电压传感器和2m个电流传感器,所提出的基于新型子模块的MMC所需电压传感器的数量以及参与控制的电压信号数量均减少一半,降低了系统硬件成本,减少了控制器运算负担,提高了系统稳定性;同时,当系统发生直流侧短路故障时,由于子模块具备故障自清除能力,能够阻断交流系统与故障点的电流通路,实现直流故障的闭锁。

电子直线加速器计算机控制系统的研制

电子直线加速器作为射线源可用于工业探伤、工业CT、集装箱检测、辐照等领域。本工作所研制的加速器计算机控制系统采用分布式网络控制 ,分三级进行监测和控制 ,可方便地将探伤工艺、CT设备、辐照等的相关控制纳入控制系统中。系统的前端设备通过网络通讯方式联成控制网络 ,分别对各子系统进行采集、测量、控制、保护 ,用软件代替部分硬件 ,在满足原有功能的基础上实现很多新功能 ,且易于测试、生产。

直流配网DC/DC变压器设计与调试

直流配电技术适用于园区供电以及多个园区之间的微网互联,是未来配电网发展的方向,而多电压等级直流配电网互联的关键设备是直流变压器。提出一种模块化多电平的DC/DC变压器,该变压器无需交流设备介入,可以直接通过控制子模块的投切进行变压。通过与常规模块化多电平直流变压器的对比得出,所提方案具有成本低、损耗小、体积小等优势。为验证所提出的变压器拓扑的可行性,搭建了20电平10 kV/15 kV直流变压器仿真模型以及8电平50 V/75 V直流变压器实验样机,通过仿真和实验,证明了所提方案的可行性,可以应用于实际直流配电网。

基于Neuro-SM的新型HBT晶体管直流特性建模

为在不降低建模设计要求的条件下改进建模方法,提高建模精度,对神经网络空间映射(neuro-space mapping,Neuro-SM)直流特性建模方法进行优化,提出了一种适用于异质结双极型晶体管(heterojunction bipolar transistor,HBT)的新型Neuro-SM模型,该方法在输入映射基础上增加了输出映射神经网络,并将该模型在HBT晶体管实例中进行验证。结果表明:输入输出映射网络可以共同作用将粗模型的电流电压信号映射到细模型,新型Neuro-SM模型可以自动调整输入信号以准确地匹配设备数据;通过HBT晶体管的实验证明,新型Neuro-SM模型在直流特性建模中可以达到优化的效果,且建模误差由传统Neuro-SM模型的0.744%降低到0.477%,比传统Neuro-SM模型提高了精度。

不同子模块MMC在中压直流配电网中的应用研究

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的子模块是其核心部件。结合MMC在中压直流配电网领域的广阔前景,分析了MMC常见的半桥型、全桥型子模块结构。简化半桥型、全桥型、混合型三种子模块结构的MMC在直流侧双极短路故障时的等效电路,从理论上分析了三种子模块结构的MMC对直流侧双极短路故障的抑制能力。针对三种子模块结构MMC,分别通过基于PSCAD/EMTDC的两端MMC系统的仿真,验证了理论分析的正确性。得出在中压直流配电网中,混合型子模块结构MMC在技术上的可行性和经济上的优越性。为未来中压直流配电网中换流器子模块拓扑的选择提供参考。

半/全桥混合型DC Chopper拓扑及其控制策略

DC Chopper能在海上风电柔性直流输电系统主网侧发生短路故障时耗散系统的盈余功率,并实现故障穿越。针对全桥型集中式模块化DC Chopper使用IGBT和二极管数目多的问题,提出了一种半桥/全桥混合型集中式模块化DC Chopper拓扑。该拓扑采用半桥子模块替换桥臂中一部分仅起到电压支撑作用的全桥子模块,并根据桥臂电流单向性的特点,省略掉子模块中部分IGBT,仅保留其反并联二极管,大幅降低了设备的成本。在此基础上,针对现有的集中式模块化拓扑控制策略精确度低的问题,进而提出了一种利用方波正半波幅值调节耗散功率、利用占空比平衡桥臂能量的控制策略,实现了对耗散功率和桥臂能量的精确控制。在Matlab/Simulink中开展了海上风电柔性直流输电系统故障穿越的仿真研究,验证了所提出的DC Chopper拓扑及控制方案具有良好的故障穿越效果。

多样性子模块混合型MMC统一外特性高效电磁暂态模型

混合型模块化多电平换流器(MMC)的高效电磁暂态仿真是研究相关技术的重要基础。然而,由于多种子模块可以被采用,且每种子模块中均包含了大量的开关,混合型MMC的详细电磁暂态模型将严重降低其仿真效率。鉴于此,文中基于开关函数的定义与电容器件的动态特性,对多样性子模块的串联结构进行了统一的动态平均化等值,并根据等值后的动态模型,提出了一种适用于直流电网高效电磁暂态仿真的混合型MMC统一外特性模型以兼顾直流电网对仿真精度及效率的双重要求。同时,所提统一模型具有良好的可移植性以满足其作为研究工具的修改便利性要求。最后,基于ADPSS仿真软件,通过与基于分立元件的详细模型进行对比,验证了所提统一外特性模型的仿真精度与效率。

基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器

直流变压器是构建直流配电网的核心设备。鉴于此,为了促进直流配电网的工程化进程与运行可靠性,提出一种基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器方案(clamping switched capacitors-based high-frequency modular DC transformer,CSC-DCT)。相比于传统的直流变压器,该文所提的方案不仅集成了原有方案的功率密度高、体积小、运行噪音低、高低压侧隔离等优点,同时也克服了原有方案应用时的众多不足,是一个集冗余子模块设计功能、直流故障处理能力、灵活控制方法、升降压型高频链电压调节能力以及单步直接电压变换功能于一体的换流开关一体化直流变压器。同时,为了更好地利用CSC-DCT的优势,对CSC-DCT的子模块基本调制策略、直流故障处理策略、冗余子模块在线切换策略、控制系统架构及电流、电压以及传输功率特性等进行详细的分析与研究。实验结果验证了该文所提的CSC-DCT及其控制策略的可行性与有效性。

和利时MACS V6控制系统SM系列硬件在台电应用存在的问题和对策

进入21世纪以来,随着世界电力设备制造技术水平的发展,火力发电机组的容量不断提高,高参数、大容量的机组越来越多,机组参数已由亚临界提高到超临界和超超临界,单机容量已提升到1 000 MW级水平。2011年,国华台山6^#机投入商业运行,标志着国产分散控制系统在1 000 MW火力发电机组的成功应用。针对国产和利时MACS V6 DCS控制系统硬件设计、功能等方面的应用情况,例举了应用中出现的有代表性的问题。

GSM网络短信增值业务实现方案

本文介绍了短信增值业务的业务属性和种类,通过分析GSM网络中短信业务的流程,提出了多种实现方案,并对各种方案的优缺点进行分析,为进行短信增值业务平台建设提供参考借鉴。

一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器

针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步提高了经济性。在此基础上,设计了高压大功率DC/DC变换器的调制策略和电容电压平衡策略,利用T型全桥子模块负电平输出实现直流电压下降时变换器的正常工作,保证多电压等级互联直流系统的降压稳定运行。然后分析了高压大功率DC/DC变换器的直流故障隔离原理。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了含高压大功率DC/DC变换器的直流试验系统仿真模型,通过稳态和暂态仿真分析,结果表明该变换器能够实现降压运行并具有直流故障隔离能力,在未来多电压等级多端直流电网中具有良好的应用前景。

SMRT在交直流大电网分析中的应用模式及实践

电磁-机电暂态混合实时仿真平台(super-mixed real-time simulation,SMRT)因其仿真规模、仿真精度和易用性等方面优势在交直流大电网分析中展现出广阔的应用前景。目前,SMRT仿真平台已经被用于交直流大电网机电暂态行为和稳定特性的仿真分析与研究、基于典型运行方式的实际电网故障/事故快速复现、交直流系统重大运行风险评估等生产运行服务、系统性能及控制策略课题的研究和电网动态补偿电力电子装置对电网多直流故障后换相失败恢复的作用和影响的分析,以及调度员的教学和培训等领域。经过进一步开发,SMRT仿真平台将被用于解决系统级保护整定与校验等更多问题。